(2014•徐汇区一模)如图,两个电量均为Q的等量异种点电荷,分别被固定在一边长为d的等边三角形ABC的两个顶点上,AB

(2014•徐汇区一模)如图,两个电量均为Q的等量异种点电荷,分别被固定在一边长为d的等边三角形ABC的两个顶点上,AB连线保持水平.一个质量为m、电量为+q(可视为点电荷)的带电小球,被长为L的绝缘轻质细线悬挂于O点,O点在C点的正上方.现将细线拉至水平,由M点静止释放小球,小球向下运动到最低点C时,速度为v.经过C点后,小球继续上升到N点,N点与M点关于OC对称.已知静电力常量为k,重力加速度为g,若取D点的电势为零,试求:
(1)在A、B所形成的电场中,C点的电场EC
(2)在A、B所形成的电场中,M点的电势φM
(3)小球上升到N点时的速度vN
vanillating 1年前 已收到1个回答 举报

混混的鱼 幼苗

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解题思路:(1)先求解A、B电荷单独存在时在C点产生的场强,然后根据平行四边形定则合成;
(2)对从N到C过程根据动能定理列式求解电场力做功大小,根据W=qU求解电势差,得到电势;
(3)对从M到N过程根据动能定理列式求解即可.

(1)A、B在C点形成的场强大小为EA=EB=[kQ
d2,方向如图:
根据平行四边形定则,求得C点的场强:
EC=2EAcos60°=
kQ
d2,方向水平向左;
(2)小球从M点运动到C的过程中,电场力做正功.
根据动能定理:qU+mgL=
1/2]mv2
得M、C两点的电势差为:
U=
mv2−2mgL
2q
C点与D点为等势点,所以M点的电势为:
φM=U+φC=
mv2−2mgL
2q;
(3)小球从C点运动到N点的过程中,电场力做正功.
由于M、N对称,所以φM=-φN,两次电场力做功相同,根据动能定理:
2qU=[1/2m
v2N−
1
2m
v2M]
[1/2m
v2N]=mv2-2mgL
解得:
vN=
2v2−4gL;
答:(1)在A、B所形成的电场中,C点的电场EC为[kQ
d2;
(2)在A、B所形成的电场中,M点的电势φM
mv2−2mgL/2q];
(3)小球上升到N点时的速度vN
2v2−4gL.

点评:
本题考点: 电场的叠加;动能定理的应用;电势.

考点点评: 本题关键明确电势、电势差、电场力做功间的关系,然后根据动能定理选择过程列式求解.

1年前

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